EP0657216B1 - Pipettensystem - Google Patents

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EP0657216B1
EP0657216B1 EP94116621A EP94116621A EP0657216B1 EP 0657216 B1 EP0657216 B1 EP 0657216B1 EP 94116621 A EP94116621 A EP 94116621A EP 94116621 A EP94116621 A EP 94116621A EP 0657216 B1 EP0657216 B1 EP 0657216B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
syringe
pipette
scanning
pipette system
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94116621A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0657216A2 (de
EP0657216A3 (de
Inventor
Klaus Ing. Schürbrock (grad.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf Netheler Hinz GmbH
Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6504686&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0657216(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eppendorf Netheler Hinz GmbH, Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH filed Critical Eppendorf Netheler Hinz GmbH
Publication of EP0657216A2 publication Critical patent/EP0657216A2/de
Publication of EP0657216A3 publication Critical patent/EP0657216A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0657216B1 publication Critical patent/EP0657216B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/54—Labware with identification means
    • B01L3/545—Labware with identification means for laboratory containers
    • B01L3/5453—Labware with identification means for laboratory containers for test tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type

Definitions

  • the invention relates to a pipette system according to the Preamble of claim 1.
  • Pipette systems of the type mentioned at the outset are often called Repeater or multipipette systems executed which gradually dispense a liquid from a syringe enable.
  • a repeater pipette system of the type mentioned Art is known from DE-C-29 26 691, which in particular on the repeater mechanism of the repeater pipette is directed. It also describes the fixation of one Syringe of the system on the repeater pipette. For that she has Syringe a syringe flange into the side a laterally open, essentially U-shaped groove can be used is. An axial pressure spring fixes the one used Syringe flange in the groove.
  • Insert element For connecting the Syringe plunger with a plunger actuator is on Insert element provided which an end portion of the Syringe plunger between two jaws.
  • the cheeks are by means of a flap-shaped clamping member, the Actuating lever protrudes through an opening from the housing, pressable against the syringe plunger.
  • the syringe flange can also be a Have profiling on which a spring-loaded slide the repeater pipette acts.
  • the slide is with the Piston control device connected and sets the dosing volume on.
  • the syringe flange is profiled so that depending on its rotational position in its housing receptacle different dosing volumes can be set. This enables a user to control the dosage amount the syringe by rotating it in the syringe holder adjust.
  • Syringes with different absorption capacities are available posed. These differ with identical Total length due to different mounting cross sections.
  • the object of the invention is to create a pipette system that identification an inserted syringe or the condition of the same enables.
  • the system is said to be simple Setting the dosage amount without conversion work enable.
  • the syringe has an information carrier with information about the Syringe and / or its condition. With the information can it is specific syringe data, such as syringe volume or other constant data. The information other syringe data, e.g. their purity or relate to a filling substance. Further the pipette has a scanning device, which the Reads information on the information carrier. The pipette is able to use the syringe assigned to it to identify and / or determine their condition. The pipette system according to the invention can therefore automatically determine the respective pipetting parameters or to adjust. Extensive work by the user is required for this not necessary anymore.
  • an evaluation device be provided by the scanner read information taking into account a Setting value of the piston adjusting device in the value of the currently set dosage amount.
  • the scanner is coupled to a display device, which shows the respective dosage amount. This allows the operator to make the syringe type practical Use accordingly and the dosage amount without having to set up expensive conversion work. This also enables continuous adjustment the dosage amount in the available Dosage range. All that is required is the piston actuating device be adjusted, the dosage amount are displayed directly by the display device can.
  • the scanner can be mechanically, electrical, optical, magnetic, inductive, capacitive and / or scan acoustically.
  • Mechanical, electrical and / or visual working methods also come for that Evaluation device or display device into consideration. It can be a miniaturized electrical Circuit or an LCD display.
  • the syringe can be moved axially with the pipette be connected, creating mutual alignment favored by information carrier and scanner can be.
  • the recordings for the fastening section and syringe plunger axial openings are recorded for the fastening section and syringe plunger axial openings.
  • the attachment section of the syringe preferably serves as Information carrier. With large volume syringes the dimensions be so large that an adapter with a Fastening section for fixing them in a pipette is required. Then the information carrier on the fastening section of the adapter.
  • the mounting section is a syringe flange or an adapter flange that also serves as an information carrier can serve.
  • the information can be in the arrangement and axial position of scan areas.
  • the scan areas are arranged in a wreath (e.g. as a crenellated wreath) so that the syringe into the repeater pipette in different rotary positions can be used.
  • a wreath e.g. as a crenellated wreath
  • the sampling errors largely excludes. With a total of seven scanning areas can represent enough different syringe volumes be what the practical requirements fully corresponds. It also detects allows incorrect scanning.
  • the scanning devices can position sensors for detection the position of scan surfaces.
  • the position sensors can Have styli by means of spring devices are pressed axially to the scanning surfaces of the syringe.
  • the feeler pins are preferably axially above the flange stop can be pushed out for the syringe flange.
  • the styli can also be used for electronic evaluation be coupled with microswitches.
  • the styli are designed as axial knobs Ring disk made of elastic soft material such as silicone.
  • the knobs enter the bottom of a cavity electrical conductive material.
  • the washer is with hers knob-free side mounted on an annular circuit board, with several knobs assigned to each knob are that of the electrical conductive material with each other are electrically connectable.
  • the nubbed side can the washer from a mounting washer with Through holes for the knobs fixed on the circuit board be.
  • the mounting washer also protects the Pimples from excessive compression by the Syringe flange. This scanner is inexpensive producible and mountable and has great operational reliability on.
  • the position sensors can be pressure sensors that are operated by Scanned surfaces pressed and switched in a certain position become.
  • Suitable pressure sensors are from the publication "Touch me - keyboards with pressure and position sensors", Construction Practice No. 5, May 1993, 23. Vintage, pages 84, 85. They are also called FSR-TM pressure sensors (Force Sensing Resistor Touch me pressure sensors) designated. They exist in basic execution from two polymer layers that are laminated together. One layer is with interdigitating electrodes, the other is coated with a kind of semiconductor material. in the unloaded state, the output resistance is usually 1 M ⁇ or more. When applying a load on the surface, the output resistance typically drops 400 to 40 k ⁇ . This change in resistance is used as switching information.
  • Such pressure sensors have very little switching travel, so they cushioned to compensate for differences in dimensions Pipette housing can be kept.
  • one embodiment provides a repeater pipette system in which the scanning, evaluation and / or display devices can be retrofitted. Especially with electronic ones Facilities of the type mentioned are retrofittable relevant.
  • Fig. 1 shows a special syringe 1, the detection the admission capacity allowed.
  • a cylindrical syringe body 2 is provided, the bottom provided with a push-on cone 3 for a tip is.
  • Syringe plunger 4 out, provided with punctures 5 is.
  • the upper recess 5 is at the top of a piston collar 6 limited, the fixation in a receiving body Repeater pipette is used.
  • the syringe body 2 carries one at the upper end Syringe flange 7.
  • the syringe flange 7 has a ring 8 of scanning surfaces 9, which are designed as top-side depressions are. There are two types of scanning surfaces 9, the two different depths of the depressions correspond. The different types of scanning surfaces 9 differ by their axial position on Syringe body 2.
  • the ring 8 comprises a total of seven scanning areas 9, the numbers and arrangements of the different Deepens the information about the maximum Includes volume of syringe 1.
  • FIG. 2 shows in its parts A to I schematically Design of different scanning areas 9.
  • the seven Scanning surfaces 9 are shown in a rectangular shape, being the raised scanning areas, which is a stylus 15 actuate the scanning device 11, blackened are shown.
  • the arrangement of these scanning areas results a pattern of nine different (A to I) ways the scanning device 11 in the repeater pipette 23 can clearly recognize and evaluate, independently from the rotational position of the syringe 1 to the scanning device 11.
  • the fact that always only evaluate an odd number of raised scan areas is an error detection when a stylus is defective 15 of the scanning device 11 possible, the one display device can report, because then an even number of increased Scanning areas recognized by the scanner becomes.
  • the syringe flange has Alignment lugs 10 on upward rejuvenate.
  • the scanning device 11 has an annular printed circuit board 12 with conductor tracks 13 on the top.
  • the conductor track side of the printed circuit board 12 is an annular disk 14 arranged from silicone.
  • the washer 14 has seven Nubs 15, which correspond to the scanning surfaces 9 of the syringe 1 are evenly distributed around the central axis and thus have an angular distance ⁇ of 51.4 ° from each other.
  • the knobs 15 have a cavity 16 which is to the side of the Track 13 is open. In the bottom of the cavity 16 the knobs 15 carry an electrical conductive material 17 in Form of a pill or a conductive varnish.
  • the knob 15 is elastically compressible, so they spring after their release back to their original form.
  • the washer 14 is by means of a fastening washer 18 held on the circuit board 12.
  • the mounting ring washer 18 has through holes 19 through which the knobs 15 protrude upwards.
  • a repeating pipette system is shown, that the scanning device 11 and the associated Contains syringe 1.
  • the system has a repeater pipette 23, which has a receptacle 25 in a pipette housing 24 for the syringe flange 7.
  • Above the shot 25 is a spring-loaded stop in the pipette housing 24 26 arranged, which is divided perpendicular to the plane of the drawing.
  • a piston holder for the syringe piston 4 arranged in the pipette housing 24 .
  • the receiving body 27 is by means of a Drive rod 28 and a repeater mechanism, not shown axially adjustable (e.g. DE-C-29 26 691).
  • the syringe grip levers 29 carry inside Cam 32 against the outside of the collar gripping lever 31 are pivotable.
  • the pipette housing 24 has an axial opening 33 for the Syringe flange 7 and the receiving body 27 is with an axial opening 34 for the piston 4.
  • the scanning device is in this pipetting device 23 11 on the underside of the flange stop 26 fixed, the knobs 15 to the axial opening 33 of the housing 24 are directed.
  • the flange receptacle 25 is equipped with guide grooves 35 near the axial opening 33, between which the alignment lugs 10 of the used Syringe 1 are guided.
  • Inserting and removing syringe 1 into the repeater pipette 23 is done by the syringe 1 with its flange 7 inserted through the axial opening 33 into the flange receptacle 25 becomes.
  • the syringe plunger 4 is through the axial opening 34 is guided into the receiving body 27.
  • 27 are syringe flange 7 and piston collar 6 of the spring-loaded gripping levers 29, 31 attacked and held. Effect on insertion the guide grooves 35 align the syringe 1, so that each scanning surface 9 exactly one knob 15 of the scanning device 11 is assigned.
  • the syringe 1 is released by pressing the Syringe grip lever 29, which with its cams 32 Also pivot the collar grip lever 31 into the release position.
  • the elastic knobs 15 return to their undeformed Starting position back, in which they over their mounting washer 18 stand out. Then they are for detection another coded syringe 1 ready.

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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Pipettensystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Pipettensysteme der eingangs genannten Art sind häufig als Repetier- oder Multipipettensysteme ausgeführt, welche die schrittweise Abgabe einer Flüssigkeit aus einer Spritze ermöglichen. Ein Repetierpipettensystem der eingangs genannten Art ist aus der DE-C-29 26 691 bekannt, die insbesondere auf den Repetiermechanismus der Repetierpipette gerichtet ist. Sie beschreibt auch die Fixierung einer Spritze des Systems an der Repetierpipette. Dafür hat die Spritze einen Spritzenflansch, der von der Seite her in eine seitlich offene, im wesentlichen U-förmige Nut einsetzbar ist. Eine axiale Andruckfeder fixiert den eingesetzten Spritzenflansch in der Nut. Für die Verbindung des Spritzenkolbens mit einer Kolbenstelleinrichtung ist ein Einsatzelement vorgesehen, welches einen Endabschnitt des Spritzenkolbens zwischen zwei Backen aufnimmt. Die Backen sind mittels eines klappenförmigen Klemmgliedes, dessen Betätigungshebel durch eine Öffnung aus dem Gehäuse herausragt, gegen den Spritzenkolben preßbar.
Bei diesem System kann außerdem der Spritzenflansch eine Profilierung aufweisen, auf die ein federbelasteter Schieber der Repetierpipette einwirkt. Der Schieber ist mit der Kolbenstelleinrichtung verbunden und stellt das Dosiervolumen ein. Dabei ist der Spritzenflansch so profiliert, daß in Abhängigkeit von seiner Drehstellung in seiner Gehäuseaufnahme verschiedene Dosiervolumina eingestellt werden. Dies ermöglicht einem Benutzer, die Dosierungsmenge der Spritze durch deren Drehung in der Spritzenaufnahme einzustellen. Für dieselbe Repetierpipette werden jedoch Spritzen mit verschiedenen Aufnahmekapazitäten zur Verfügung gestellt. Diese unterscheiden sich bei identischer Gesamtlänge durch verschiedene Aufnahmequerschnitte. Über identische Profilierungen der Spritzenflansche verschiedener Spritzen sind daher die Dosierungsmengen nicht in übereinstimmender Weise einstellbar. Vielmehr ist bei Einsatz von Spritzen verschiedener Kapazitäten eine Umrechnung erforderlich. Wegen des begrenzten Platzangebots können die verschiedenen Spritzen nämlich nicht individuell profiliert werden. Überdies gestattet die Profilierung auch nur die Einstellung diskreter Dosierungsmengen. Zwischenwerte oder Werte außerhalb des durch die Profilierung vorgegebenen Einstellbereiches sind nicht erreichbar.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Pipettensystem zu schaffen, daß eine Identifikation einer eingesetzten Spritze bzw. des Zustandes derselben ermöglicht. Insbesondere soll das System eine einfache Einstellung der Dosierungsmenge ohne Umrechnungsarbeiten ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Bei einem erfindungsgemäßen Pipettensystem hat die Spritze einen Informationsträger mit einer Information über die Spritze und/oder deren Zustand. Bei der Information kann es sich um spezifische Daten der Spritze, wie das Spritzenvolumen oder andere konstante Daten handeln. Die Information kann auch andere Spritzendaten, z.B. deren Reinheitszustand oder eine Füllsubstanz betreffen. Ferner weist die Pipette eine Abtasteinrichtung auf, welche die Information auf dem Informationsträger liest. Die Pipette ist damit in der Lage, die ihr jeweils zugeordnete Spritze zu identifizieren und/oder deren Zustand festzustellen. Mithin kann das erfindungsgemäße Pipettensystem automatisch die jeweiligen Pipettierparameter ermitteln bzw. einstellen. Aufwendige Arbeiten des Benutzers sind hierfür nicht mehr erforderlich. Insbesondere kann eine Auswerteeinrichtung vorgesehen sein, die die von der Abtasteinrichtung gelesene Information unter Berücksichtigung eines Einstellwertes der Kolbenstelleinrichtung in den Wert der aktuell eingestellten Dosierungsmenge umrechnet. Die Abtasteinrichtung ist mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt, welche die jeweilige Dosierungsmenge anzeigt. Dies ermöglicht der Bedienperson, den Spritzentyp den praktischen Erfordernissen entsprechend einzusetzen und die Dosierungsmenge ohne aufwendige Umrechnungsarbeiten einzustellen. Außerdem ermöglicht dies die kontinuierliche Einstellung der Dosierungsmenge im zur Verfügung stehenden Dosierungsbereich. Dafür müssen lediglich die Kolbenstelleinrichtungen eingestellt werden, wobei die Dosierungsmenge von der Anzeigeeinrichtung direkt angezeigt werden kann.
Entsprechend der physikalischen Anbringung der Information auf dem Informationsträger kann die Abtasteinrichtung mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch, induktiv, kapazitiv und/oder akustisch abtasten. Mechanische, elektrische und/oder optische Arbeitsweisen kommen auch für die Auswerteeinrichtung bzw. Anzeigeeinrichtung in Betracht. Dabei kann es sich um einen miniaturisierten elektrischen Schaltkreis bzw. um eine LCD-Anzeige handeln.
Die Spritze kann in einer reinen Axialbewegung mit der Pipette verbunden werden, wodurch die gegenseitige Ausrichtung von Informationsträger und Abtasteinrichtung begünstigt werden kann. Hierzu weisen die Aufnahmen für Befestigungsabschnitt und Spritzenkolben Axialöffnungen auf.
Bevorzugt dient der Befestigungsabschnitt der Spritze als Informationsträger. Bei Spritzen mit großem Volumen können die Abmessungen so groß sein, daß ein Adapter mit einem Befestigungsabschnitt für deren Fixierung in einer Pipette erforderlich ist. Dann kann der Informationsträger am Befestigungsabschnitt des Adapters angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Befestigungsabschnitt ein Spritzenflansch oder ein Adapterflansch, der zugleich als Informationsträger dienen kann.
Die Information kann in der Anordnung und axialen Position von Abtastflächen enthalten sein. Die Abtastflächen sind in einem Kranz (z.B. als Zinnenkranz) angeordnet, so daß die Spritze in verschiedenen Drehstellungen in die Repetierpipette einsetzbar ist. Bevorzugt sind für sämtliche Abtastflächen nur zwei mögliche verschiedene axiale Positionen an der Spritze vorgesehen. Hierdurch wird eine Binärdarstellung der Information erreicht, die Abtastfehler weitgehend ausschließt. Mit insgesamt sieben Abtastflächen können ausreichend viele verschiedene Spritzenvolumina repräsentiert werden, was den praktischen Erfordernissen vollauf entspricht. Dabei wird auch eine Erkennung für fehlerhafte Abtastung ermöglicht.
Für eine reproduzierbare Ausrichtung der Spritze mit ihrem Informationsträger auf die Abtasteinrichtungen können Ausrichtnasen am Spritzenflansch und Führungsnuten in der Flanschaufnahme der Repetierpipette vorgesehen sein. Mehrere Ausrichtnasen und mehrere Führungsnuten ermöglichen, daß der Benutzer die Spritze in beliebiger Winkelstellung ansetzt, wobei nach automatischer Ausrichtung die Auswerteeinrichtung das Spritzenvolumen unabhängig von der jeweiligen Winkellage erkennt. Die Führungen müssen nur eine korrekte Ausrichtung der Abtasteinrichtung auf den Informationsträger bewirken.
Die Abtasteinrichtungen können Lagesensoren zum Erfassen der Position von Abtastflächen sein. Die Lagesensoren können Taststifte aufweisen, die mittels Federeinrichtungen axial zu den Abtastflächen der Spritze gedrückt sind. Dabei sind die Taststifte bevorzugt axial über den Flanschanschlag für den Spritzenflansch hinausdrückbar.
Die Umsetzung der Tastinformation in die Anzeige für die Dosierungsmenge kann rein mechanisch erfolgen. Die Taststifte können aber auch für eine elektronische Auswertung mit Mikroschaltern gekoppelt sein. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Taststifte als axiale Noppen einer Ringscheibe aus elastischem Weichmaterial wie Silikon ausgebildet. Am Boden eines Hohlraumes tragen die Noppen ein elektrisches Leitmaterial. Die Ringscheibe ist mit ihrer noppenfreien Seite an einer ringförmigen Leiterplatte montiert, wobei jedem Noppen mehrere Leiterbahnen zugeordnet sind, die von dem elektrischen Leitmaterial miteinander elektrisch verbindbar sind. Dabei kann die genoppte Seite der Ringscheibe von einer Befestigungsringscheibe mit Durchtrittslöchern für die Noppen an der Leiterplatte fixiert sein. Die Befestigungsringscheibe schützt zudem die Noppen vor einem übermäßigen Zusammendrücken durch den Spritzenflansch. Diese Abtasteinrichtung ist kostengünstig herstellbar und montierbar und weist eine große Betriebssicherheit auf.
Ferner können die Lagesensoren Drucksensoren sein, die von Abtastflächen in bestimmter Position gedrückt und geschaltet werden. Geeignete Drucksensoren sind aus der Veröffentlichung "Touch me - Tastaturen mit Druck- und Positionssensoren", Konstruktionspraxis Nr. 5, Mai 1993, 23. Jahrgang, Seiten 84, 85 bekannt. Sie werden auch als FSR-TM-Drucksensoren (Force Sensing Resistor Touch me-Drucksensoren) bezeichnet. Sie bestehen in grundlegender Ausführung aus zwei Polymerlagen, die zusammenlaminiert sind. Eine Lage ist mit interdigitierenden Elektroden, die andere ist mit einer Art Halbleitermaterial beschichtet. Im unbelasteten Zustand beträgt der Ausgangswiderstand üblicherweise 1 MΩ oder mehr. Bei Aufbringen einer Belastung auf die Oberfläche sinkt der Ausgangswiderstand auf typischerweise 400 bis 40 kΩ ab. Diese Widerstandsänderung wird als Schaltinformation genutzt. Derartige Drucksensoren haben nur einen sehr geringen Schaltweg, so daß sie zum Ausgleich von Abmessungsunterschieden abgefedert im Pipettengehäuse gehalten sein können.
Schließlich sieht eine Ausgestaltung ein Repetierpipettensystem vor, bei dem die Abtast-, Auswerte- und/oder Anzeigeeinrichtungen nachrüstbar sind. Insbesondere bei elektronischen Einrichtungen der genannten Art ist die Nachrüstbarkeit relevant.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen zeigen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
Spritze mit Abtastflächenkranz für Information über das Spritzenvolumen in Seitenansicht;
Fig. 2
Codierungen der Abtastflächenkränze von Spritzen verschiedener Volumina in schematischer Darstellung.
Fig. 3 bis 6
Abtasteinrichtung mit Noppenscheibe für den Abtastflächenkranz im Querschnitt, im vergrößerten Teilquerschnitt, in Unteransicht und in der Draufsicht;
Fig. 7
Noppenscheibe derselben Abtasteinrichtung;
Fig. 8
Unterteil einer Repetierpipette mit Abtasteinrichtung und Oberteil einer eingesetzten Spritze mit Abtastflächenkranz im Schnitt entlang Linie VIII-VIII der Fig. 9;
Fig. 9
dieselbe Repetierpipette in Unteransicht bei teilweise eingesetzter Spritze (linke Hälfte) und vollständig eingesetzter Spritze (rechte Hälfte);
Fig. 10
dasselbe Repetierpipettensystem in einem Schnitt entlang Linie X-X der Fig. 11 mit unbetätigten Betätigungseinrichtungen (rechte Hälfte) und betätigten Betätigungseinrichtungen (linke Hälfte);
Fig. 11
dieselbe Repetierpipette in Unteransicht.
Die Fig. 1 zeigt eine besondere Spritze 1, die eine Erkennung der Aufnahmekapazität erlaubt. In herkömmlicher Weise ist ein zylindrischer Spritzenkörper 2 vorgesehen, der unten mit einem Aufsteckkonus 3 für eine Spitze versehen ist. Oben ragt aus dem Spritzenkörper 2 das Ende eines Spritzenkolbens 4 heraus, das mit Einstichen 5 versehen ist. Der obere Einstich 5 ist oben von einem Kolbenbund 6 begrenzt, der der Fixierung in einem Aufnahmekörper einer Repetierpipette dient.
Außerdem trägt der Spritzenkörper 2 am oberen Ende einen Spritzenflansch 7. Der Spritzenflansch 7 hat einen Kranz 8 von Abtastflächen 9, die als oberseitige Vertiefungen ausgestaltet sind. Es gibt zwei verschiedene Sorten Abtastflächen 9, die zwei unterschiedlichen Tiefen der Vertiefungen entsprechen. Die verschiedenen Sorten Abtastflächen 9 unterscheiden sich also durch ihre axiale Position am Spritzenkörper 2. Der Kranz 8 umfaßt insgesamt sieben Abtastflächen 9, wobei die Zahlen und Anordnungen der verschiedenen Vertiefungen die Information über das maximale Aufnahmevolumen der Spritze 1 enthält.
Die Fig. 2 zeigt in ihren Teilen A bis I schematisch die Ausgestaltung verschiedener Abtastflächen 9. Die sieben Abtastflächen 9 sind dabei in rechteckiger Form dargestellt, wobei die erhöhten Abtastflächen, die einen Taststift 15 der Abtasteinrichtung 11 betätigen, geschwärzt dargestellt sind. Die Anordnung dieser Abtastflächen ergibt ein Muster von neun verschiedenen (A bis I) Möglichkeiten, die die Abtasteinrichtung 11 in der Repetierpipette 23 eindeutig erkennen und auswerten kann, unabhängig von der Drehstellung der Spritze 1 zur Abtasteinrichtung 11. Gleichzeitig wird durch die Tatsache, daß immer nur eine ungerade Anzahl von erhöhten Abtastflächen auszuwerten ist, eine Fehlererkennung bei Defekt eines Taststiftes 15 der Abtasteinrichtung 11 möglich, den eine Anzeigeeinrichtung melden kann, da dann eine gerade Anzahl von erhöhten Abtastflächen von der Abtasteinrichtung erkannt wird.
Wie weiterhin der Fig. 1 entnehmbar ist, weist der Spritzenflansch Ausrichtnasen 10 auf, die sich nach oben hin verjüngen. Es sind sieben Ausrichtnasen 10 vorgesehen, von denen jede zwischen benachbarten Abtastflächen 9 angeordnet ist.
Eine Abtasteinrichtung 11 für die Information auf dem Spritzenflansch 7 wird nun anhand der Fig. 3 bis 7 erläutert. Die Abtasteinrichtung 11 hat eine ringförmige Leiterplatte 12 mit Leiterbahnen 13 an der Oberseite. Auf der Leiterbahnseite der Leiterplatte 12 ist eine Ringscheibe 14 aus Silikon angeordnet. Die Ringscheibe 14 hat sieben Noppen 15, die entsprechend den Abtastflächen 9 der Spritze 1 gleichmäßig um die Mittelachse verteilt sind und somit einen winkelabstand α von 51,4° voneinander haben. Die Noppen 15 haben einen Hohlraum 16, der zur Seite der Leiterbahn 13 hin geöffnet ist. Im Boden des Hohlraumes 16 tragen die Noppen 15 ein elektrisches Leitmaterial 17 in Form einer Leitpille oder eines Leitlackes. Unterhalb des elektrischen Leitmaterials 17 trägt die Leiterplatte 12 mehrere verschiedene Leiterbahnen 13, die durch axiales Zusammendrücken des Noppens 15 vom Leitmaterial 17 elektrisch miteinander verbindbar sind. Die Noppen 15 sind elastisch zusammendrückbar, federn also nach ihrer Freigabe in ihre Ausgangsform zurück.
Die Ringscheibe 14 ist mittels einer Befestigungsringscheibe 18 auf der Leiterplatte 12 gehalten. Die Befestigungsringscheibe 18 hat Durchtrittslöcher 19, durch die die Noppen 15 nach oben vorstehen.
An einander gegenüberliegenden Rändern der Abtasteinrichtung 11 sind Leiteranschlüsse 20, 21 nach außen geführt, die jeweils verschiedene elektrische Verbindungen herstellen können. Außerdem hat die Abtasteinrichtung 11 an ihrem Umfang eine Zentrierausnehmung 22.
Wird die Abtasteinrichtung 11 gegen die Oberseite des Spritzenflansches 7 unter Ausrichtung der Noppen 15 auf die Abtastflächen 9 gedrückt, so werden die Noppen 15 von den weniger tiefen Abtastflächen 9 so zusammengedrückt, daß ihr elektrisches Leitmaterial 17 die unterliegenden Leiterbahnen 13 miteinander verbindet. Die übrigen Noppen 15, welche in die tieferen Vertiefungen eindringen, werden nicht in einen entsprechenden Schaltzustand gebracht. An den elektrischen Leiteranschlüssen 20, 21 sind die Schaltzustände jedes einzelnen Noppens 15 und damit die auf dem Spritzenflansch 7 enthaltene Information abgreifbar.
In den Fig. 8 bis 11 ist ein Repetierpipettensystem gezeigt, das die Abtasteinrichtung 11 und die zugehörige Spritze 1 enthält. Das System weist eine Repetierpipette 23 auf, die in einem Pipettengehäuse 24 eine Aufnahme 25 für den Spritzenflansch 7 aufweist. Oberhalb der Aufnahme 25 ist in dem Pipettengehäuse 24 ein verfederter Anschlag 26 angeordnet, der senkrecht zur Zeichenebene geteilt ist.
Im Pipettengehäuse 24 ist ferner ein Aufnahmekörper 27 mit einer nicht gezeigten Kolbenaufnahme für den Spritzenkolben 4 angeordnet. Der Aufnahmekörper 27 ist mittels einer Antriebsstange 28 und eines nicht gezeigten Repetiermechanismus axial (z.B. DE-C-29 26 691) verstellbar.
In radialen Durchbrüchen des Pipettengehäuses 24 sind einander diametral gegenüberliegend Greifhebel 29 für den Spritzenflansch 7 gelagert. Auch im Aufnahmekörper 27 befinden sich in radialen Durchbrüchen 30 in einander diametral gegenüberliegender Position gelagerte Greifhebel 31 für den Kolbenbund 6. Die Spritzengreifhebel 29 tragen innen Nocken 32, die gegen die Außenseite der Bundgreifhebel 31 schwenkbar sind.
Das Pipettengehäuse 24 weist eine Axialöffnung 33 für den Spritzenflansch 7 auf und der Aufnahmekörper 27 ist mit einer Axialöffnung 34 für den Kolben 4 versehen.
Bei dieser Pipettiervorrichtung 23 ist die Abtasteinrichtung 11 an der Unterseite des Flanschanschlages 26 fixiert, wobei die Noppen 15 zur Axialöffnung 33 des Gehäuses 24 hin gerichtet sind. Die Flanschaufnahme 25 ist nahe der Axialöffnung 33 mit Führungsnuten 35 bestückt, zwischen denen die Ausrichtnasen 10 der eingesetzten Spritze 1 geführt sind.
Das Einsetzen und Entnehmen der Spritze 1 in die Repetierpipette 23 erfolgt, indem die Spritze 1 mit ihrem Flansch 7 durch die Axialöffnung 33 in die Flanschaufnahme 25 eingeschoben wird. Zugleich wird der Spritzenkolben 4 durch die Axialöffnung 34 in den Aufnahmekörper 27 geführt. In ihren Aufnahmen 25, 27 werden Spritzenflansch 7 und Kolbenbund 6 von den federvorgespannten Greifhebeln 29, 31 hintergriffen und festgehalten. Beim Einsetzen bewirken die Führungsnuten 35 eine Ausrichtung der Spritze 1, so daß jede Abtastfläche 9 genau einer Noppe 15 der Abtasteinrichtung 11 zugeordnet ist.
Wenn der Spritzenflansch 7 durch Einschnappen der Spritzengreifhebel 29 in seiner Aufnahme festgelegt ist, werden Noppen 15 von höheren Abtastflächen 9 bis zur elektrischen Kontaktierung zusammengedrückt und die übrigen Noppen bleiben kontaktlos. In der Repetierpipette 23 angeordnete Auswerte- und Anzeigeeinrichtungen, die nicht eingezeichnet sind, werten die von der Abtasteinrichtung 11 gelieferte Schaltinformation unter Berücksichtigung eines Einstellwertes der Dosiermenge aus und zeigen die jeweilige Dosierungsmenge an.
Die Freigabe der Spritze 1 erfolgt durch Betätigen der Spritzengreifhebel 29, welche mit ihren Nocken 32 die Bundgreifhebel 31 ebenfalls in Freigabestellung schwenken. Dabei kehren die elastischen Noppen 15 in ihre unverformte Ausgangslage zurück, in der sie über ihre Befestigungsringscheibe 18 hinausstehen. Dann sind sie für die Detektion einer weiteren codierten Spritze 1 bereit.
Natürlich sind auch kompatible uncodierte Spritzen einsetzbar, wobei die Anzeige einen Hinweis ausgeben kann. Ist keine Spritze angesetzt, erkennt dies die Auswerteeinrichtung und schaltet die Anzeige automatisch ab.

Claims (18)

  1. Pipettensystem mit einer einen Spritzenflansch (7) und eine Spritzenkolben (4) aufweisenden Spritze (1) und einer Pipette (23), die in einem Pipettengehäuse (24) eine Aufnahme (25) für den Spritzenflansch (7) und in einem Aufnahmekörper (27) eine Kolbenaufnahme für den Spritzenkolben (4), Befestigungseinrichtungen (29, 31) zum reversiblen Fixieren von Spritzenflansch (7) und Spritzenkolben (4) in ihren Aufnahmen und Kolbenstelleinrichtungen (28) zum Verschieben des Aufnahmekörpers (27) im Pipettengehäuse (24) aufweist, wobei die Spritze (1) einen Informationsträger (8) mit einer Information über die Spritze und/oder deren Zustand aufweist, und die Pipette (23) eine Abtasteinrichtung (11) für die Information auf dem Informationsträger (8) und eine Auswerteeinrichtung für die von der Abtasteinrichtung (11) gelesene Information hat, dadurch gekennzeichnet, daß Spritzenflansch (7) und der Spritzenkolben (4) durch Axialöffnungen (33, 34) ihrer Aufnahmen (25, 27) axial in ihre Befestigungspositionen in der Pipette (23) schiebbar sind, wobei der Informationsträger (8) in eine Abtastposition bezüglich der Abtasteinrichtung (11) gelangt, und daß der Spritzenflansch (7) einen Kranz (8) mit mehreren axial gerichteten Abtastflächen (9) an einer axialen Position als Informationsträger aufweist, wobei die Spritze (1) in verschiedenen Drehstellungen in die Pipette (23) einsetzbar ist.
  2. Pipettensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (11) mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch, induktiv, kapazitiv und/oder akustisch abtastet.
  3. Pipettensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger an einem Adapterflansch eines mit der Spritze (1) verbundenen Adapters ausgebildet ist.
  4. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfläche (9) zwei verschiedene axiale Positionen an der Spritze (1) haben kann.
  5. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt sieben Abtastflächen (9) vorgesehen sind.
  6. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzenflansch (7) mindestens eine Ausrichtnase (10) und die Flanschaufnahme (25) mindestens eine Führungsnut (35) für die Ausrichtnase haben.
  7. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtungen Lagesensoren (11) zum Erfassen der Position von Abtastflächen (9) sind.
  8. Pipettensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagesensoren (11) Taststifte (15) aufweisen, die von einer Federeinrichtung axial zu den Abtastflächen (9) der Spritze (1) gedrückt sind.
  9. Pipettensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststifte (15) von der Federeinrichtung axial über einen Anschlag (18) für den Befestigungsabschnitt (7) hinausdrückbar sind.
  10. Pipettensystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststifte (1) mit Mikroschaltern (17, 13) gekoppelt sind.
  11. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststifte axiale Noppen (15) an einer Ringscheibe (14) aus elastischem Weichmaterial sind, die Noppen einen zur noppenfreien Seite der Ringscheibe hin geöffneten Hohlraum (16) haben, die Noppen innen ein elektrisches Leitmaterial (17) tragen und die Ringscheibe mit ihrer noppenfreien Seite an einer ringförmigen Leiterplatte (12) mit unterhalb jedes Noppens angeordneten mehreren Leiterbahnen (13) anliegt.
  12. Pipettensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genoppte Seite der Ringscheibe (14) von einer Befestigungsringscheibe (18) mit Durchtrittslöchern (19) für die Noppen (15) an der Leiterplatte (12) fixiert ist.
  13. Pipettensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagesensoren von Abtastflächen (9) in bestimmter Position geschaltete Drucksensoren sind.
  14. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pipette (23) eine Auswerteeinrichtung für die von der Abtasteinrichtung (11) gelesene Information unter Berücksichtigung eines Einstellweites der Kolbenstelleinrichtungen (28), und eine Anzeigeeinrichtung für die jeweilige Dosierungsmenge hat.
  15. Pipettensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mechanisch, elektrisch und/oder optisch arbeitende Auswerteeinrichtungen und/oder Anzeigeeinrichtungen vorgesehen sind.
  16. Pipettensystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtungen eine miniaturisierte elektrische Schaltung aufweisen.
  17. Pipettensystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtungen eine LCD-Anzeige aufweisen.
  18. Pipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtungen (11), Auswerteeinrichtungen und/oder Anzeigeeinrichtungen nachrüstbar sind.
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